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纳米金在肿瘤治疗和细胞成像上的作用 姓名：于忠 学院：生命学院 学号：3111037016 [摘要] 纳米结构与纳米技术推动了生物医学的快速发展。纳米金因其良好的催化活性与光学特性被广泛用于纳米器件制造、纳米生物技术、纳米生物医学、纳米药理学等领域。本文综述了纳米金在肿瘤治疗和细胞成像的必威体育精装版研究进展，在强调其重要性的同时，亦指出其生物负效应，并对纳米金的未来发展作了展望。 [关键词] 纳米金； 肿瘤治疗； 细胞成像； 当今，纳米结构与纳米技术为科学研究的热点。纳米技术将使生物医药和医疗方式出现一场新的变革，例如基因芯片和靶向治疗技术将为医疗诊断产生深远影响。纳米金为直径0.8—250 nm的缔合胶体，具有纳米表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，抗氧化性强，生物相容性好，密度高和光电性能优异等，被广泛用于催化、生物、光电子学、信息存储等领域。目前，合成纳米金多采用Frens法和Brust法。谭碧生等人将其归类为物理法和化学法：前者包括真空蒸镀法、软着陆法和激光消融法；后者包括溶胶法、晶种生长法、反胶束法、相转移法和模板法等，而溶胶法即为一种典型的Frens法。合成工艺的发展推动了纳米金的应用研究，纳米金已广泛应用于纳米器件、生物医学、信息科技等高端领域。本文重点介绍了纳米金在肿瘤治疗和细胞成像的应用研究。 1肿瘤治疗和成像 医生在对早期癌症检测和诊断时，必须借助于能够识别健康组织和癌症组织的生物医学成像技术。金纳米颗粒具有突出的表面等离子共振(Surface plasmon resonance，SPR)性质，能够在特殊波长对光进行吸收和散射 ：当入射光的波长与金纳米粒子的自由电子的振动频率发生共振耦合时，会产生SPR现象，在紫外到可见光谱范围具有较强的吸收峰 ，能增强某些特定组织的光信号，从而提高了成像对比度，在医学光成像领域中具有潜在的应用价值。但用于生物医学光成像技术的LSPR波长应被调控在近红外波段(800一l 200 nm)，而普通的金纳米胶体在该波段由于光波被血液和软组织的吸收都处于最小，不利于深层组织病变的检测和治疗。制备金纳米壳状结构(Nanoshells)、金纳米棒(Nanorods) 和金纳米笼状结构(Nanocages)有望将金纳米颗粒的LSPR波长调控到近红外波段。 1．1 金纳米壳球体用于肿瘤治疗和细胞成像 金纳米壳球体具有强的光学消光特性，能够自由进入近红外区(700—1 300 nm)，非常适用于生物医学方面。一，在该波长范围内通过人体组织的光学透射最理想；二，通过修饰金纳米壳表面能使其更好地与生物体系结合 引。生物偶联效应可将传统的生物识别和纳米壳球体的光学特性有机结合。 鉴于纳米金球壳特殊的光热转换性质，可用于红外热疗和光动力药物释放。Himeh等人 报道了热融治疗技术。利用金纳米壳球体和抗人类表皮生长因子受体2(HER一2)肿瘤蛋白抗体结合，生物修饰后Au@SiO2能够特异性地和人胸部的癌细胞结合。通过体外适当低的近红外光照射，利用Au@Si02在皮肤深层的不同分布，递送合适的热治疗剂量。经红外光照射，光热效应会消灭所有癌细胞。Hitch等人还在老鼠体内开展了肿瘤细胞切除研究，结果表明：特异性细胞能作为目标被一定剂量的近红外光所消灭，而且不对其临近的组织造成伤害。靶向肿瘤消除的优势在于Au@SiO2是无毒的和生物相容的，且所引发的副作用最小。另外，和放射治疗相比，此方法没有组织记忆，可重复性较好。美国MD Anderson癌症中心的Halas等人使用体外激光照射体内的金纳米壳球体，以非侵入方式传送治疗需要的热量，既实现了热量只到达目标区，又可以使临近的组织不受损伤。Loo等人 对HER-2的分子成像进行了研究：与IgG非特异性标记的Au@SiO2的靶向细胞相比，HER2标记的Au@SiO2的靶向细胞表现出明显的光学差异。在明场和暗场环境，细胞对吸收和散射光是敏感的。但在激光器照射后，在细胞内增长的散射影响，仅仅限于HER2靶向细胞；由此，通过不同的照射模式，基于其散射和吸收特征，金纳米壳球体能产生光学对照。 1．2 金纳米棒用于肿瘤治疗和细胞成像 Murphy和Liz—Marzdn等人在金纳米颗粒的合成方面展开了大量研究 。他们采用晶种生长法，以高浓度(O．2 mol/L)的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂和稳定剂，制备金纳米棒颗粒。王健等人 亦使用晶种生长法制备了金纳米棒。Xia等人 使用一价金复合物AuCI(油胺)作为前驱物合成金纳米棒。具体过程为：将氩气保护的6—9 nm无定形铁纳米粒子分散于5 mL氯仿中，之后往此液体中逐滴加入1．5 mL溶于氯仿的AuC1复合物(0．01 mol·L )。金和铁的摩尔比是3：1，此混合物于室温静置6 8天，产物经丙酮